Новое исследование, которое определяет способы уменьшить факторы, приводящие к приступу астмы, дает надежду больным астмой. Исследователь UCSF и его коллеги считают, что они нашли способ помочь больным астмой, препятствуя двум наиболее значимым биологическим ответам, которые приводят к приступу астмы.
Астма, респираторное заболевание, вызывающее одышку, кашель и дискомфорт в груди, возникает в результате изменений в дыхательных путях, ведущих к легким. Поражает 18.7 миллионов взрослых и 7.0 миллионов детей в США, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.
В статье, опубликованной в понедельник в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), исследователи из UCSF, Университета Джона Хопкинса и Университета Дьюка демонстрируют, что конкретный хлоридный канал, активированный кальцием, содержит ценные ключи к снижению двух биологических процессов, которые способствуют серьезности астмы. Эти каналы регулируют секрецию дыхательных путей и сокращение гладких мышц – два основных фактора, которые приводят к приступу астмы.
"Возможно, если бы мы могли подавить оба этих процесса, заблокировав один этот канал, тогда мы могли бы повлиять на два симптома астмы," сказал старший автор Джейсон Рок, доктор философии, доцент кафедры анатомии UCSF.
Обычно у людей мало клеток, продуцирующих слизь, но у больных астмой количество этих клеток повышено в слизистой оболочке труб, ведущих в легкие. У астматиков также аномальное количество гладких мышц, окружающих дыхательные пути. Даже малейший стимул может вызвать их сокращение.
"Избыток слизи, закупоривающей дыхательные пути, в сочетании с повышенной сократимостью гладкой мускулатуры – когда трубки становятся очень маленькими – затрудняют поступление или выход воздуха," Рок сказал. "Многие люди приравнивают это к дыханию через соломинку."
Рок и его коллеги сосредоточились на активированном кальцием хлоридном канале под названием TMEM16A. Этот канал секретирует ионы хлорида в ответ на повышение внутриклеточного кальция. Он регулирует значительное количество биологических процессов, таких как срабатывание нейронов, активность желудочно-кишечного тракта и выделение пота и слез.
Исследователи хотели доказать, что канал присутствовал при астме. Они изучили образцы легких человека и искали мРНК (информационная РНК, которая переносит информацию от ДНК к участкам синтеза белка) и сравнили уровни белка у астматических и неастматических пациентов.
"Мы обнаружили, что уровень этого канала был повышен в слизистых клетках астматиков по сравнению с неастматическими," Рок сказал. "И мы также подтвердили это на нескольких моделях астмы, включая модели мышей. Это был первый шаг."
Шаг второй состоял из скрининга для выявления химических веществ, подавляющих активность TMEM16A. Авторы определили три химических вещества, которые подавляют канал.
"Мы проверили способность этих химикатов ингибировать TMEM16A и другие каналы и обнаружили, что они специфически блокируют TMEM16A," Рок сказал. "Замечательно, что мы столкнулись с этими молекулами, которые ранее были неизвестны, поскольку теперь мы можем попытаться пройти клинические испытания, чтобы принести пользу пациентам."
Затем авторы смоделировали астму в чашке и заблокировали канал, чтобы посмотреть, влияет ли это на выработку слизи. "Слизь, производимая этими клетками, секретируется не так эффективно," Рок сказал. "Мы также изучали гладкие мышцы дыхательных путей пациентов-людей, которые передали свои органы науке, и увидели, что блокирование TMEM16A также подавляло их реакцию сокращения."
Rock находится на доклинической стадии, чтобы проверить безопасность и эффективность блокаторов в исследованиях на животных. Если все пойдет хорошо, можно будет начать первую фазу клинических испытаний.
"В настоящее время я настроен оптимистично," Рок сказал. "Это может стать большим шагом вперед в помощи людям, страдающим астмой."